Три знаковых эксперимента над мозгом, изменившие понимание того, как он работает

Мозг остается одной из самых сложных загадок природы. Чтобы приблизиться к пониманию того, как рождаются мысли, эмоции и поведение, ученые провели необычные исследования. Рассказываем о трёх самых известных экспериментах над человеческим мозгом и о том, что они выявили.

Раздвоение мозга: могут ли полушария работать раздельно?

В 1960-х годах нейробиологи Роджер Сперри и Майкл Газзанига изучали пациентов с тяжелой эпилепсией. Чтобы уменьшить количество приступов, у некоторых из них вскрыли мозолистое тело — большой пучок нервных волокон, соединяющий левое и правое полушария мозга.

Во время эксперимента пациент смотрел на точку в центре экрана. В этот момент в зоне его периферического зрения — слева от точки — на мгновение буквально мелькнуло изображение предмета. Оно появлялось так быстро, чтопоражало только одно полушарие. Если изображение показывалось в левом поле зрения, то оно обрабатывалось правым полушарием. При этом человек не мог вслух назвать увиденный предмет, но легко находил его левой рукой среди прочего. Например, увидев ложку, больной выбрал ее наощупь, хотя и не мог сказать, что именно он видел.

Данный эксперимент показал, что некоторые функции мозга распределены между полушариями неравномерно: у большинства людей левое полушарие играет ведущую роль в речи, а правое – в обработке пространственной информации.

Человек, который не мог создать новые воспоминания

Одним из самых известных пациентов в истории нейробиологии был Генри Молейсон, известный под инициалами GM. В 1953 году ему удалили часть височных долей мозга вместе с гиппокампом, чтобы справиться с тяжелой эпилепсией.

Операция помогла уменьшить приступы, но привела к неожиданному последствию: Генри практическитерял способность запоминать новые события. Он смог продолжить разговор, но через несколько минут уже не помнил, что происходит.

В конце 1950-х годов нейропсихолог Бренда Милнер провела серию экспериментов с пациентом Г. М. Одним из них было задание, в котором ему нужно было проследить контур звезды, глядя только на ее отражение в зеркале. Хотя каждый раз Генри Молейсон утверждал, что выполняет упражнение впервые, количество ошибок постепенно уменьшалось, а результаты улучшались. Это показало, что мозг способен осваивать новые двигательные навыки даже без формирования сознательных воспоминаний о процессе обучения.

Это было одно из первых убедительных доказательств того, чтопамять не является единой системой. Ученые установили, что память на события и факты отличается от памяти на навыки. Гиппокамп необходим для формирования новых воспоминаний о событиях, но не играет ключевой роли в обучении двигательным навыкам.

Разговор с человеком в вегетативном состоянии

Долгое время считалось, что пациенты в вегетативном состоянии (когда из-за тяжелого поражения головного мозга человек полностью теряет контакт с миром: может открывать глаза, спать и просыпаться, но ничего не чувствует и не понимает) находятся полностью без сознания. Однако в 2006 году группа исследователей под руководством Адриана Оуэна показала, что это не всегда так.

Ученые поместили пациентов в аппарат функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и попросили их представить два разных действия: игру в теннис или прогулку по дому. У здоровых людей эти мысленные образы активируют разные части мозга. Представление об игре в теннис активирует моторную кору, а блуждание по дому активирует области пространственной навигации (теменную кору и гиппокамп). На томограмме видно, что эти зоны загораются в противоположных участках мозга.

Неожиданно оказалось, что у некоторых пациентов,которые внешне никак не реагировали на происходящее,мозг реагировал точно так же, как и у здоровыхдобровольцев. Позже исследователи даже смогли использовать эти сигналыдля получения ответов «да» и «нет» на простые вопросы у небольшой группы пациентов.

Работа показала, что отсутствие движения и речи не всегда означает отсутствие сознания. В ряде случаев человек может понимать обращенную к нему речь и сохранять способность мыслить, даже если не может сообщить об этом другим.

Главное об экспериментах на мозге

Эти исследования помогли ученым лучше понять,как работает человеческий мозг. Они показали, что разные типы памяти работают по-разному, полушария могут выполнять разные функции, а признаки сознанияиногда сохраняются даже у людей, которые не могут двигаться или говорить. Полученные данные легли в основу многих современных представлений о функционировании головного мозга и методах оценки состояния больных с тяжелыми неврологическими расстройствами.

Подписывайтесь на в Максе! Мы останемся на связи, несмотря на блокировки и сбои.

Важные исследования

Сорок пять лет исследований расщепленного мозга — и это не предел

Наследие пациента Г.М. в области нейробиологии

Вегетативное состояние и наука о сознании